EMI濾波減少精密模擬汽車應(yīng)用中的誤差

　　這種情況下，40 MHz時(shí)誤差僅為3 mV左右，且峰值誤差（大于100 MHz時(shí)）小于30 mV，性能提高35倍。這點(diǎn)清楚地表明，內(nèi)置EMI濾波電路有助于顯著提高電流傳感器防護(hù)性能，使其免受輸入端存在的高頻信號影響。在實(shí)際應(yīng)用中，盡管并不清楚EMI的嚴(yán)重程度，但是如果使用內(nèi)置EMI濾波功能的電流傳感器，實(shí)際上控制環(huán)路將會(huì)保持在其容差范圍內(nèi)。

　　這兩種器件都在完全相同的條件下進(jìn)行測試。唯一不同就是AD8208（參見“附錄”）在輸入引腳和電源引腳上都配有內(nèi)部低通RF輸入濾波器。在芯片上增添這樣的部件似乎微不足道，但是由于應(yīng)用通常由PWM進(jìn)行控制，這種情況下電流檢測放大器必須能夠承受最高45 V的連續(xù)開關(guān)共模電壓。因此，要保持精確的高增益和共模抑制性能，輸入濾波器必須嚴(yán)格匹配。

　　設(shè)計(jì)和測試時(shí)為何以及如何保證EMI兼容性

　　汽車應(yīng)用對EMI事件尤其敏感，而在由中央電池、捆綁線束、各種感性負(fù)載、天線以及與汽車相關(guān)的外部干擾構(gòu)成的嘈雜電氣環(huán)境中，后者卻是無法避免的。由于安全氣囊配置、巡航控制、剎車和懸架等多種關(guān)鍵功能控制都涉及到電子設(shè)備，因此必須保證EMI兼容性，絕不容許因外部干擾而出現(xiàn)誤報(bào)或誤觸發(fā)。早先，EMI兼容性測試是汽車應(yīng)用中的最后一項(xiàng)測試。如果出現(xiàn)差錯(cuò)，設(shè)計(jì)人員就必須在倉促之間找出解決方案，而這往往涉及到改變電路板布局、額外添加濾波器，甚至是更換器件。

　　這種不確定性極大提高了設(shè)計(jì)成本，并給工程師造成了很多麻煩。一直以來，汽車行業(yè)都在采取切實(shí)措施來改善EMI兼容性。由于設(shè)備必須符合EMI標(biāo)準(zhǔn)，汽車OEM廠商現(xiàn)在要求半導(dǎo)體制造商（如ADI公司）必須在器件級執(zhí)行EMI測試，然后才會(huì)考慮采用其生產(chǎn)的器件。現(xiàn)在，這一流程已經(jīng)普及，所有IC制造商都使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格來測試器件的EMI兼容性。

　　如欲了解各類型集成電路的標(biāo)準(zhǔn)EMI測試要求，請向國際電工委員會(huì)（IEC）購買獲取相關(guān)文檔。通過IEC 62132和IEC 61967等文檔則可以了解EMI和EMC，其中非常詳細(xì)地描述了如何使用業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來測試特定集成電路。上述各種測試都是根據(jù)這些指南說明進(jìn)行的。

　　具體而言，這些測試都采用 “直接功率注入法”完成，這是一種通過電容將RF信號耦合至特定器件引腳的方法。根據(jù)待測IC的類型，針對不同的RF信號功率水平和頻率范圍，測試器件的每路輸入。圖4顯示了在特定引腳上執(zhí)行直接功率注入測試的原理示意圖。

　圖4. 直接功率注入

　　這些標(biāo)準(zhǔn)中包含電路配置、布局方法和監(jiān)控技術(shù)方面的大量必要信息，有助于正確理解器件測試成功與否。更為完整的IEC標(biāo)準(zhǔn)原理圖如圖5所示。

　圖5. EMI耐受性測試原理圖　

　　總結(jié)

　　集成電路的EMI兼容性是電子設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵所在。本文僅從放大器是否內(nèi)置EMI濾波器出發(fā)，介紹了兩款非常類似的放大器執(zhí)行直流測量時(shí)，在RF環(huán)境中的直流性能有何顯著差別。在汽車應(yīng)用中，考慮到安全性和可靠性時(shí)，EMI是一個(gè)非常重要的方面。如今，在設(shè)計(jì)和測試針對關(guān)鍵應(yīng)用的器件時(shí)，IC制造商（如ADI公司）日益重視EMI耐受性方面的考慮因素。IEC標(biāo)準(zhǔn)非常詳細(xì)地說明了有用的相關(guān)指導(dǎo)原則。對于汽車應(yīng)用市場，AD8207，AD8208和AD8209等電流檢測器件都通過了EMI測試。鋰離子電池安全監(jiān)控器AD8280 和數(shù)字式可編程傳感器信號放大器AD8556等新款器件經(jīng)過專門設(shè)計(jì)和測試，符合EMI相關(guān)要求。